Comparație între tipurile de memorie flash NAND. Cum să aflați cât timp va dura SSD-ul dvs

Oamenilor moderni le place să fie mobili și să aibă cu ei diverse gadget-uri de înaltă tehnologie (gadget englezesc - dispozitiv), ușurând viața, dar ce este acolo de ascuns, făcându-l mai bogat și mai interesant. Și au apărut în doar 10-15 ani! Miniaturale, ușoare, convenabile, digitale... Gadget-urile au realizat toate acestea datorită noilor tehnologii de microprocesoare, dar o contribuție mai mare a fost adusă de o tehnologie remarcabilă de stocare a datelor, despre care vom vorbi astăzi. Deci, memorie flash.

Există o părere că numele FLASH în raport cu tipul de memorie este tradus ca „flash”. De fapt, acest lucru nu este în întregime adevărat. O versiune a apariției sale spune că, pentru prima dată în 1989-90, Toshiba a folosit cuvântul Flash în contextul „rapid, instantaneu” atunci când și-a descris noile cipuri. În general, Intel este considerat inventatorul, introducând memoria flash cu arhitectură NOR în 1988. Un an mai târziu, Toshiba a dezvoltat arhitectura NAND, care este folosită și astăzi împreună cu același NOR în cipurile flash. De fapt, acum putem spune că acestea sunt două tipuri diferite de memorie care au o tehnologie de producție oarecum similară. În acest articol vom încerca să înțelegem designul, principiul lor de funcționare și, de asemenea, vom lua în considerare diverse opțiuni practice de utilizare.

NICI

Cu ajutorul acestuia, tensiunile de intrare sunt convertite în tensiuni de ieșire corespunzătoare „0” și „1”. Ele sunt necesare deoarece sunt folosite tensiuni diferite pentru a citi/scrie date într-o celulă de memorie. Diagrama celulelor este prezentată în figura de mai jos.

Este tipic pentru majoritatea cipurilor flash și este un tranzistor cu două porți izolate: de control și flotant. O caracteristică importantă a acestuia din urmă este capacitatea de a deține electroni, adică de încărcare. De asemenea, în celulă există așa-numitele „scurgere” și „sursă”. La programarea între ele, datorită influenței unui câmp pozitiv asupra porții de control, se creează un canal - un flux de electroni. Unii dintre electroni, datorită prezenței unei energii mai mari, depășesc stratul izolator și cad pe poarta plutitoare. Ele pot fi depozitate pe el timp de câțiva ani. Un anumit interval al numărului de electroni (sarcină) pe o poartă plutitoare corespunde uneia logice, iar orice mai mare decât aceasta corespunde unui zero. La citire, aceste stări sunt recunoscute prin măsurarea tensiunii de prag a tranzistorului. Pentru a șterge informațiile, o tensiune negativă mare este aplicată la poarta de control, iar electronii de la poarta plutitoare se deplasează (tunel) către sursă. În tehnologiile de la diferiți producători, acest principiu de funcționare poate diferi în ceea ce privește modul în care este furnizat curentul și datele sunt citite din celulă. De asemenea, aș dori să vă atrag atenția asupra faptului că în structura memoriei flash se folosește un singur element (tranzistor) pentru a stoca 1 bit de informație, în timp ce în tipurile de memorie volatile acest lucru necesită mai mulți tranzistori și un condensator. Acest lucru face posibilă reducerea semnificativă a dimensiunii microcircuitelor produse, simplificarea procesului tehnologic și, în consecință, reducerea costurilor. Dar un bit este departe de limită: Intel lansează deja memorie StrataFlash, fiecare celulă din care poate stoca 2 biți de informații. În plus, există probe de probă cu celule de 4 și chiar 9 biți! Această memorie utilizează tehnologia celulară cu mai multe niveluri. Au o structură normală, dar diferența este că sarcina lor este împărțită în mai multe niveluri, fiecăruia fiindu-i atribuită o anumită combinație de biți. Teoretic, mai mult de 4 biți pot fi citiți/scriși, totuși, în practică, apar probleme cu eliminarea zgomotului și cu scurgerea treptată a electronilor în timpul stocării pe termen lung. În general, cipurile de memorie existente astăzi pentru celule se caracterizează printr-un timp de stocare a informațiilor măsurat în ani și un număr de cicluri de citire/scriere variind de la 100 de mii la câteva milioane. Unul dintre dezavantajele, în special, ale memoriei flash cu arhitectură NOR este scalabilitatea slabă: este imposibil să se reducă zona cipurilor prin reducerea dimensiunii tranzistorilor. Această situație este legată de modul în care este organizată matricea celulelor: în arhitectura NOR trebuie făcut un contact individual fiecărui tranzistor. Memoria flash cu arhitectură NAND merge mult mai bine în acest sens.

NAND

Designul și principiul de funcționare al celulelor sale este același cu cel al NOR. Deși, pe lângă logică, există încă o altă diferență importantă - arhitectura plasării celulelor și a contactelor acestora. Spre deosebire de cazul descris mai sus, aici există o matrice de contact, în intersecțiile rândurilor și coloanelor cărora se află tranzistoarele. Aceasta este comparabilă cu o matrice pasivă în afișaje :) (și NOR este comparabilă cu un TFT activ). În cazul memoriei, această organizare este oarecum mai bună - zona microcircuitului poate fi redusă semnificativ datorită dimensiunii celulelor. Dezavantajele (desigur) sunt viteza mai mică de operare în operațiunile de acces aleatoriu octet cu octet în comparație cu NOR.

Există, de asemenea, arhitecturi precum: DiNOR (Mitsubishi), superAND (Hitachi), etc. Ele nu reprezintă nimic fundamental nou, ci doar combină cele mai bune proprietăți ale NAND și NOR.

Și totuși, oricum, NOR și NAND astăzi sunt produse în condiții egale și practic nu concurează între ele, deoarece, datorită calităților lor, sunt folosite în diferite domenii ale stocării datelor. Acest lucru va fi discutat mai departe...

Unde este nevoie de memorie...

Domeniul de aplicare al oricărui tip de memorie flash depinde în primul rând de caracteristicile sale de viteză și de fiabilitatea stocării informațiilor. Spațiul de adrese al memoriei NOR vă permite să lucrați cu octeți sau cuvinte individuali (2 octeți). În NAND, celulele sunt grupate în blocuri mici (similar cu un cluster de hard disk). De aici rezultă că atunci când citiți și scrieți secvențial, NAND va avea avantajul de viteză. Cu toate acestea, pe de altă parte, NAND este semnificativ inferior în operațiunile de acces aleatoriu și nu permite lucrul direct cu octeți de informații. De exemplu, pentru a schimba un octet aveți nevoie de:

citește în buffer blocul de informații în care se află
modifica octetul necesar din buffer
scrieți blocul cu octetul modificat înapoi

Dacă adăugăm întârzieri de preluare a blocurilor și acces la timpul de execuție al operațiunilor de mai sus, vom obține indicatori care nu sunt deloc competitivi cu NOR (rețineți că acest lucru este specific pentru cazul înregistrării octet cu octet). Scrierea/citirea secvențială este o altă problemă - aici NAND, dimpotrivă, arată caracteristici de viteză semnificativ mai mari. Prin urmare, și tot din cauza posibilității de a crește capacitatea de memorie fără a crește dimensiunea cipului, flash-ul NAND și-a găsit folosință ca stocare a unor cantități mari de informații și pentru transferul acesteia. Cele mai comune dispozitive bazate acum pe acest tip de memorie sunt unitățile flash și cardurile de memorie. În ceea ce privește flash-ul NOR, cipurile cu o astfel de organizație sunt folosite ca stocare a codului de program (BIOS, RAM de computere de buzunar, telefoane mobile etc.), uneori implementate sub formă de soluții integrate (RAM, ROM și procesor pe un singur mini-). placă sau chiar într-un singur cip). Un bun exemplu al acestei utilizări este proiectul Gumstix: un computer cu o singură placă de mărimea unui bețișor de gumă. Cipurile NOR sunt cele care oferă nivelul de fiabilitate al stocării informațiilor necesar pentru astfel de cazuri și opțiuni mai flexibile pentru lucrul cu acestea. Volumul blițului NOR este de obicei măsurat în unități de megaocteți și rareori depășește zeci.

Și va fi un fulger...

Desigur, flash-ul este o tehnologie promițătoare. Cu toate acestea, în ciuda ratelor mari de creștere a producției, dispozitivele de stocare bazate pe acesta sunt încă suficient de scumpe pentru a concura cu hard disk-urile desktop sau laptop. Practic, acum sfera de dominație a memoriei flash este limitată la dispozitivele mobile. După cum înțelegeți, acest segment al tehnologiei informației nu este atât de mic. În plus, conform producătorilor, extinderea flash nu se va opri aici. Deci, care sunt principalele tendințe de dezvoltare care au loc în acest domeniu?

În primul rând, așa cum am menționat mai sus, există un accent puternic pe soluțiile integrate. Mai mult, proiecte precum Gumstix sunt doar etape intermediare pe calea implementării tuturor funcțiilor într-un singur cip.

Până acum, așa-numitele sisteme on-chip (single-chip) sunt combinații de memorie flash cu un controler, procesor, SDRAM sau software special într-un singur cip. De exemplu, Intel StrataFlash în combinație cu software-ul Persistent Storage Manager (PSM) face posibilă utilizarea simultană a capacității de memorie atât pentru stocarea datelor, cât și pentru executarea codului de program. PSM este în esență un sistem de fișiere acceptat de Windows CE 2.1 și o versiune ulterioară. Toate acestea au ca scop reducerea numărului de componente și reducerea dimensiunii dispozitivelor mobile, sporind în același timp funcționalitatea și performanța acestora. Nu mai puțin interesantă și relevantă este dezvoltarea companiei Renesas - memorie flash superAND cu funcții de management încorporate. Până în acest moment, acestea au fost implementate separat în controler, dar acum sunt integrate direct în cip. Acestea sunt funcții de monitorizare a sectoarelor defectuoase, corectarea erorilor (ECC - verificarea și corectarea erorilor) și nivelarea uzurii. Deoarece sunt prezente într-o variantă sau alta în majoritatea celorlalte firmware-uri de marcă ale controlerelor externe, să aruncăm o scurtă privire la ele. Să începem cu sectoarele proaste. Da, se găsesc și în memoria flash: cipurile ies deja de pe linia de asamblare cu o medie de până la 2% din celulele nefuncționale - aceasta este o normă tehnologică comună. Dar, în timp, numărul acestora poate crește (mediul nu ar trebui să fie învinovățit în mod special pentru acest lucru - influența electromagnetică, fizică (tremurătură etc.) a cipului flash nu este teribilă). Prin urmare, ca și hard disk-urile, memoria flash are capacitate de rezervă. Dacă apare un sector defect, funcția de monitorizare își înlocuiește adresa din tabelul de alocare a fișierelor cu adresa sectorului din zona de rezervă.

De fapt, algoritmul ECC este responsabil pentru identificarea problemelor proaste - compară informațiile înregistrate cu informațiile înregistrate efectiv. De asemenea, din cauza resursei limitate a celulelor (de ordinul a câteva milioane de cicluri de citire/scriere pentru fiecare), este important să existe o funcție de contabilizare a uzurii uniforme. Permiteți-mi să vă dau un caz rar, dar obișnuit: o cheie cu 32 MB, din care 30 MB sunt ocupați, iar ceva se scrie și se șterge constant în spațiul liber. Se pare că unele celule sunt inactive, în timp ce altele își epuizează intens resursele. Pentru a preveni acest lucru, în dispozitivele de marcă spațiul liber este împărțit în mod convențional în secțiuni, pentru fiecare dintre acestea, numărul de operațiuni de scriere este monitorizat și înregistrat.

Configurațiile all-in-one și mai complexe sunt acum reprezentate pe scară largă de astfel de companii precum, de exemplu, Intel, Samsung, Hitachi etc. Produsele lor sunt dispozitive multifuncționale implementate într-un singur cip (în mod standard conține un procesor, memorie flash și SDRAM). ). Acestea sunt axate pe utilizarea în dispozitive mobile, unde este importantă performanța ridicată, cu dimensiuni minime și un consum redus de energie. Acestea includ: PDA, smartphone-uri, telefoane pentru rețele 3G. Permiteți-mi să vă dau un exemplu de astfel de evoluții - un cip de la Samsung care combină un procesor ARM (203 MHz), 256 MB de memorie NAND și 256 SDRAM. Este compatibil cu sistemele de operare comune: Windows CE, Palm OS, Symbian, Linux și are suport USB. Astfel, pe baza acestuia, este posibil să se creeze dispozitive mobile multifuncționale cu consum redus de energie, capabile să lucreze cu aplicații video, sunet, voce și alte aplicații care consumă mult resurse.

O altă direcție de îmbunătățire a blițului este reducerea consumului de energie și a dimensiunii, mărind simultan dimensiunea și viteza memoriei. Acest lucru se aplică într-o mai mare măsură cipurilor cu arhitectură NOR, deoarece odată cu dezvoltarea computerelor mobile care acceptă rețele wireless, NOR flash, datorită dimensiunilor reduse și consumului redus de energie, va deveni o soluție universală pentru stocarea și executarea codului de program. Cipurile NOR de 512 Mbit de la aceeași Renesas vor fi introduse în curând în producție de masă. Tensiunea lor de alimentare va fi de 3,3 V (să vă reamintesc, pot stoca informații fără a furniza curent), iar viteza operațiunilor de scriere va fi de 4 MB/sec. În același timp, Intel își prezintă deja dezvoltarea StrataFlash Wireless Memory System (LV18/LV30) - un sistem de memorie flash universal pentru tehnologii fără fir. Capacitatea sa de memorie poate ajunge la 1 Gbit, iar tensiunea de operare este de 1,8 V. Tehnologia de fabricare a cipurilor este de 0,13 nm, cu planuri de trecere la o tehnologie de proces de 0,09 nm. Printre inovațiile acestei companii, este de remarcat și organizarea unui mod de operare batch cu memorie NOR. Vă permite să citiți informații nu câte un octet, ci în blocuri de 16 octeți: folosind o magistrală de date de 66 MHz, viteza de schimb de informații cu procesorul ajunge la 92 Mbit/s!

Ei bine, după cum puteți vedea, tehnologia se dezvoltă rapid. Este foarte posibil ca până la publicarea acestui articol să apară ceva nou. Deci, dacă se întâmplă ceva, nu mă învinovăți :) Sper că materialul a fost interesant pentru tine.

Introducere Unitățile cu stare solidă sau SSD-urile (unități cu stare solidă), adică cele bazate nu pe platouri magnetice, ci pe memorie flash, au devenit una dintre cele mai impresionante tehnologii informatice ale ultimului deceniu. În comparație cu hard disk-urile clasice, acestea oferă rate de transfer de date considerabil mai mari și timpi de răspuns mult mai mici și, prin urmare, utilizarea lor duce capacitatea de răspuns a subsistemului de disc la un nivel cu totul nou. Drept urmare, un computer care utilizează o unitate SSD oferă utilizatorului un răspuns cu adevărat receptiv la acțiunile comune, cum ar fi pornirea sistemului de operare, lansarea de aplicații și jocuri sau deschiderea fișierelor. Și asta înseamnă că nu există niciun motiv pentru a ignora progresul și a nu folosi SSD-uri atunci când construiești computere personale noi sau actualizezi vechi.

Apariția unei astfel de tehnologii inovatoare a fost apreciată de mulți utilizatori. Cererea de unități SSD de calitate pentru consumatori a crescut exponențial și tot mai multe companii au început să se alăture producției de SSD, încercând să-și acapareze cota de pe piața în creștere și promițătoare. Pe de o parte, acest lucru este bun - concurența ridicată dă naștere la prețuri favorabile pentru consumatori. Dar, pe de altă parte, există haos și confuzie pe piața unităților SSD pentru clienți. Zeci de producători oferă sute de SSD-uri cu caracteristici diferite, iar găsirea unei soluții potrivite pentru fiecare caz specific într-o astfel de varietate devine foarte dificilă, mai ales fără o cunoaștere aprofundată a tuturor complexităților. În acest articol, vom încerca să evidențiem principalele probleme privind alegerea unităților SSD și vă vom oferi recomandările noastre care vă vor permite să faceți o alegere mai mult sau mai puțin informată atunci când achiziționați un SSD și să vă puneți la dispoziție un produs aceasta va fi o opțiune complet demnă în ceea ce privește combinația de preț și calități de consumator.

Algoritmul de selecție pe care îl predicăm nu este prea greu de înțeles. Vă sugerăm să nu vă blocați cu caracteristicile platformelor hardware și controlerelor utilizate în diferite modele SSD. Mai mult, numărul lor a depășit de mult limitele rezonabile, iar diferența dintre proprietățile lor de consum poate fi adesea urmărită doar de specialiști. În schimb, este de preferat să se bazeze alegerea pe baza unor factori cu adevărat importanți - interfața utilizată, tipul de memorie flash instalată într-o anumită unitate și ce companie a produs produsul final. Este logic să vorbim despre controlori doar în anumite cazuri, când acest lucru este într-adevăr de o importanță decisivă și vom descrie astfel de cazuri separat.

Factori de formă și interfețe

Prima și cea mai vizibilă diferență între unitățile SSD disponibile pe piață este că acestea pot avea diferite designuri externe și pot fi conectate la sistem prin diferite interfețe care utilizează protocoale fundamental diferite pentru transferul de date.

Cele mai comune SSD-uri cu interfață SATA. Aceasta este exact aceeași interfață care este folosită în hard disk-urile mecanice clasice. De aceea, majoritatea SSD-urilor SATA arată similar cu HDD-urile mobile: sunt ambalate în carcase de 2,5 inchi cu o înălțime de 7 sau 9 mm. Un astfel de SSD poate fi instalat într-un laptop în locul unui vechi hard disk de 2,5 inchi sau îl poți folosi într-un computer desktop în loc de (sau lângă) un HDD de 3,5 inchi fără probleme.

Unitățile cu stare solidă care utilizează interfața SATA au devenit un fel de succesor al HDD-ului, iar acest lucru determină distribuția lor pe scară largă și compatibilitatea largă cu platformele existente. Cu toate acestea, versiunea modernă a interfeței SATA este concepută pentru o viteză maximă de transfer de date de doar 6 Gbps, ceea ce pare prohibitiv pentru hard disk-uri mecanice, dar nu și pentru SSD-uri. Prin urmare, performanța celor mai puternice modele SSD SATA este determinată nu atât de capacitățile lor, cât de lățimea de bandă a interfeței. Acest lucru nu împiedică în special unitățile SSD produse în serie să-și dezvăluie viteza mare, dar cele mai productive modele SSD pentru entuziaști încearcă să evite interfața SATA. Cu toate acestea, SATA SSD este cea mai potrivită opțiune pentru un sistem modern, folosit în mod obișnuit.

Interfața SATA este, de asemenea, utilizată pe scară largă în SSD-urile concepute pentru sisteme mobile compacte. În ele, sunt impuse restricții suplimentare asupra dimensiunii componentelor, astfel încât unitățile pentru astfel de aplicații pot fi produse într-un factor de formă specializat mSATA. Unitățile cu stare solidă de acest format sunt o cartelă fiică mică cu cipuri lipite și sunt instalate în sloturi speciale găsite în unele laptopuri și netop-uri. Avantajul SSD-ului mSATA constă numai în dimensiunea sa în miniatură. mSATA nu are alte avantaje - acestea sunt exact aceleași SSD-uri SATA ca cele produse în carcase de 2,5 inci, dar într-un design mai compact. Prin urmare, ar trebui să achiziționați astfel de unități numai pentru modernizarea sistemelor care au conectori mSATA.

În cazurile în care lățimea de bandă oferită de interfața SATA pare insuficientă, puteți acorda atenție unităților SSD cu o interfață PCI Express. În funcție de versiunea protocolului și de câte linii sunt folosite de unitate pentru a transfera date, debitul acestei interfețe poate atinge valori de cinci ori mai mari decât cele ale SATA. Astfel de unități folosesc de obicei cel mai puternic hardware și sunt semnificativ mai rapide ca viteză decât soluțiile SATA mai convenționale. Adevărat, SSD-urile PCIe sunt semnificativ mai scumpe, așa că cel mai adesea ajung în sistemele cele mai performante din categoria de preț cu cea mai mare măsură. Și deoarece SSD-urile PCIe vin de obicei sub formă de plăci de expansiune instalate în sloturile PCI Express, acestea sunt potrivite exclusiv pentru sisteme desktop de dimensiune completă.

Este de remarcat faptul că recent au devenit populare unitățile cu o interfață PCI Express care funcționează folosind protocolul. NVMe. Acesta este un nou protocol software pentru lucrul cu dispozitive de stocare a datelor, care crește și mai mult performanța sistemului atunci când interacționează cu un subsistem de disc de mare viteză. Datorită optimizărilor făcute în el, acest protocol are într-adevăr o eficiență mai bună, dar astăzi soluțiile NVMe trebuie tratate cu prudență: sunt compatibile doar cu cele mai noi platforme și funcționează doar în versiuni noi de sisteme de operare.

În timp ce lățimea de bandă a interfeței SATA devine insuficientă pentru modelele SSD de mare viteză, iar unitățile PCIe sunt voluminoase și necesită un slot separat de dimensiune completă pentru instalare, unitățile realizate în formatul de formă intră treptat în scenă M.2. Se pare că SSD-urile M.2 au șansa să devină următorul standard general acceptat și nu vor fi mai puțin populare decât SSD-urile SATA. Cu toate acestea, trebuie să rețineți că M.2 nu este o altă interfață nouă, ci doar o specificație a dimensiunii standard a cardurilor și a aspectului conectorului necesar pentru acestea. SSD-urile M.2 funcționează prin interfețele SATA sau PCI Express destul de familiare: în funcție de implementarea specifică a unității, fie una, fie cealaltă opțiune este permisă.

Cardurile M.2 sunt plăci fiice mici cu componente lipite pe ele. Sloturile M.2 necesare acestora se găsesc acum pe majoritatea plăcilor de bază moderne, precum și în multe laptop-uri noi. Având în vedere că SSD-urile M.2 pot funcționa și prin interfața PCI Express, tocmai aceste unități M.2 sunt cele mai interesante din punct de vedere practic. Cu toate acestea, în acest moment gama de astfel de modele nu este foarte mare. Totuși, dacă vorbim despre asamblarea sau modernizarea unui sistem modern performant, în special a unui desktop sau laptop de gaming, vă sfătuim să acordați atenție în primul rând modelelor SSD M.2 cu interfață PCI Express.

Apropo, dacă sistemul dvs. desktop nu este echipat cu un conector M.2, dar doriți totuși să instalați o astfel de unitate, acest lucru se poate face oricând folosind un card adaptor. Astfel de soluții sunt produse atât de producătorii de plăci de bază, cât și de numeroși mici producători de tot felul de periferice.

Tipuri de memorie flash și fiabilitatea unității

A doua întrebare importantă, care în orice caz va trebui rezolvată la alegere, se referă la tipurile de memorie flash care pot fi găsite în modelele actuale de unități SSD. Este memoria flash cea care determină principalele caracteristici de consum ale SSD-urilor: performanța, fiabilitatea și prețul acestora.

Până de curând, diferența dintre diferitele tipuri de memorie flash era doar câți biți de date erau stocați în fiecare celulă NAND, iar acest lucru a împărțit memoria în trei soiuri: SLC, MLC și TLC. Cu toate acestea, acum că producătorii introduc noi abordări pentru ambalarea celulelor și îmbunătățesc fiabilitatea celulelor în tehnologiile lor semiconductoare, situația a devenit mult mai complexă. Cu toate acestea, vom enumera principalele opțiuni de memorie flash care pot fi găsite în SSD-urile moderne pentru utilizatorii obișnuiți.

Ar trebui să începi cu SLC NAND. Acesta este cel mai vechi și cel mai simplu tip de memorie. Implică stocarea câte un bit de date în fiecare celulă de memorie flash și, datorită acesteia, are caracteristici de mare viteză și o resursă de rescriere exorbitantă. Singura problemă este că stocarea unui bit de informații în fiecare celulă consumă în mod activ bugetul tranzistorului, iar memoria flash de acest tip se dovedește a fi foarte scumpă. Prin urmare, SSD-urile bazate pe o astfel de memorie nu au fost produse de mult timp și pur și simplu nu există pe piață.

O alternativă rezonabilă la memoria SLC cu o densitate mai mare de stocare a datelor în cristale semiconductoare NAND și un preț mai mic este MLC NAND. Într-o astfel de memorie, fiecare celulă stochează deja doi biți de informații. Viteza de funcționare a structurii logice a memoriei MLC rămâne la un nivel destul de bun, dar rezistența este redusă la aproximativ trei mii de cicluri de rescriere. Cu toate acestea, MLC NAND este folosit astăzi în marea majoritate a unităților SSD de înaltă performanță, iar nivelul său de fiabilitate este destul de suficient pentru ca producătorii de SSD să ofere nu numai o garanție de cinci sau chiar zece ani pentru produsele lor, ci și promite capacitatea de a rescrie întreaga capacitate a unității de câteva sute de ori.

Pentru acele aplicații în care intensitatea operațiunilor de scriere este foarte mare, de exemplu, pentru servere, producătorii de SSD asamblează soluții bazate pe eMLC NAND. Din punct de vedere al principiilor de funcționare, acesta este un analog complet al MLC NAND, dar cu rezistență crescută la suprascriere constantă. O astfel de memorie este realizată din cele mai bune cristale semiconductoare selectate și poate suporta cu ușurință aproximativ de trei ori mai mult decât memoria MLC obișnuită.

În același timp, dorința de a reduce prețurile pentru produsele lor de masă îi obligă pe producători să treacă la o memorie mai ieftină în comparație cu MLC NAND. În unitățile bugetare ale ultimelor generații se găsește adesea TLC NAND– memorie flash, din care fiecare celulă stochează trei biți de date. Această memorie este de aproximativ o ori și jumătate mai lentă decât MLC NAND, iar rezistența sa este de așa natură încât poate fi rescrisă de aproximativ o mie de ori înainte ca structura semiconductoare să se degradeze.

Cu toate acestea, chiar și un astfel de TLC NAND subțire poate fi găsit destul de des în unitățile de astăzi. Numărul de modele SSD bazate pe acesta a depășit deja o duzină. Secretul viabilității unor astfel de soluții este că producătorii le adaugă un mic cache intern, bazat pe SLC NAND de mare viteză și foarte fiabil. Așa se rezolvă ambele probleme simultan - atât cu performanță, cât și cu fiabilitate. Drept urmare, SSD-urile bazate pe TLC NAND ating viteze suficiente pentru a satura interfața SATA, iar rezistența lor permite producătorilor să ofere o garanție de trei ani pentru produsele finale.

În căutarea reducerii costurilor de producție, producătorii se străduiesc să comprima datele în celulele de memorie flash. Acesta este ceea ce a cauzat tranziția la MLC NAND și distribuția acum pe scară largă a memoriei TLC în unități. Urmând această tendință, am putea întâlni în curând un SSD bazat pe QLC NAND, în care fiecare celulă stochează patru biți de date, dar nu putem decât să ghicim care ar fi fiabilitatea și viteza unei astfel de soluții. Din fericire, industria a găsit o altă modalitate de a crește densitatea de stocare a datelor în cipurile semiconductoare, și anume, transformându-le într-un aspect tridimensional.

În timp ce în memoria clasică NAND celulele sunt dispuse exclusiv plan, adică sub forma unui tablou plat, în NAND 3D o a treia dimensiune a fost introdusă în structura semiconductoare, iar celulele sunt situate nu numai de-a lungul axelor X și Y, ci și în mai multe niveluri unul deasupra celuilalt. Această abordare ne permite să rezolvăm problema principală - densitatea stocării informațiilor într-o astfel de structură poate fi crescută nu prin creșterea încărcăturii asupra celulelor existente sau prin miniaturizarea acestora, ci prin simpla adăugare de straturi suplimentare. Problema rezistenței memoriei flash este, de asemenea, rezolvată cu succes în 3D NAND. Aspectul tridimensional permite utilizarea tehnologiilor de producție cu standarde crescute, care, pe de o parte, oferă o structură semiconductoare mai stabilă și, pe de altă parte, elimină influența reciprocă a celulelor unele asupra altora. Ca rezultat, resursa memoriei tridimensionale poate fi îmbunătățită cu aproximativ un ordin de mărime în comparație cu memoria plană.

Cu alte cuvinte, structura tridimensională a 3D NAND este gata să facă o adevărată revoluție. Singura problemă este că producerea unei astfel de memorie este ceva mai dificilă decât memoria obișnuită, astfel încât începutul producției sale a fost prelungit semnificativ în timp. Drept urmare, în momentul de față doar Samsung se poate lăuda cu o producție de masă consacrata de 3D NAND. Alți producători NAND încă se pregătesc să lanseze producția de masă de memorie 3D și vor putea oferi soluții comerciale abia anul viitor.

Dacă vorbim despre memoria tridimensională a Samsung, astăzi folosește un design cu 32 de straturi și este promovată sub propriul nume de marketing V-NAND. În funcție de tipul de organizare a celulelor într-o astfel de memorie, aceasta este împărțită în MLC V-NANDŞi TLC V-NAND– ambele sunt NAND 3D tridimensionale, dar în primul caz, fiecare celulă individuală stochează doi biți de date, iar în al doilea, trei. Deși principiul de funcționare în ambele cazuri este similar cu MLC și TLC NAND convențional, datorită utilizării proceselor tehnice mature, rezistența sa este mai mare, ceea ce înseamnă că SSD-urile bazate pe MLC V-NAND și TLC V-NAND sunt puțin mai bune ca fiabilitate. decât SSD-urile cu MLC convențional și TLC NAND.

Cu toate acestea, atunci când vorbim despre fiabilitatea unităților cu stare solidă, este necesar să rețineți că depinde doar indirect de resursa memoriei flash utilizate în acestea. După cum arată practica, SSD-urile moderne pentru consumatori asamblate pe memorie NAND de înaltă calitate de orice tip sunt de fapt capabile să stocheze sute de terabytes de informații. Și aceasta acoperă mai mult decât nevoile majorității utilizatorilor de computere personale. Defecțiunea unei unități atunci când își epuizează resursele de memorie este mai degrabă un eveniment ieșit din comun, care poate fi asociat doar cu faptul că SSD-ul este utilizat sub o sarcină prea intensă, pentru care nu a fost destinat inițial. În cele mai multe cazuri, defecțiunile SSD-ului apar din motive complet diferite, de exemplu, de la întreruperi de curent sau erori în firmware-ul lor.

Prin urmare, împreună cu tipul de memorie flash, este foarte important să acordați atenție companiei care a produs o anumită unitate. Cei mai mari producători au la dispoziție resurse de inginerie mai puternice și au mai multă grijă de reputația lor decât firmele mici care sunt forțate să concureze cu giganții folosind în primul rând argumentul prețului. Drept urmare, SSD-urile de la producătorii importanți sunt în general mai fiabile: folosesc componente cunoscute de înaltă calitate, iar depanarea completă a firmware-ului este una dintre cele mai importante priorități. Acest lucru este confirmat de practică. Frecvența cererilor de garanție (conform statisticilor disponibile public de la unul dintre distribuitorii europeni) este mai mică pentru acele SSD-uri care sunt fabricate de companii mai mari, despre care vom vorbi mai detaliat în secțiunea următoare.

Producători de SSD despre care ar trebui să știți

Piața SSD-urilor de consum este foarte tânără și nu a văzut încă consolidarea. Prin urmare, numărul producătorilor de unități SSD este foarte mare - cel puțin există cel puțin o sută. Dar cele mai multe dintre ele sunt companii mici care nu au propriile echipe de inginerie sau producție de semiconductori și, de fapt, își asamblează soluțiile doar din componente disponibile și le oferă suport de marketing. Desigur, SSD-urile produse de astfel de „asambleri” sunt inferioare produselor producătorilor reali care investesc sume uriașe de bani în dezvoltare și producție. De aceea, cu o abordare rațională a alegerii unităților SSD, ar trebui să acordați atenție doar soluțiilor produse de liderii de piață.

Printre acești „stâlpi” pe care se sprijină întreaga piață a unităților SSD, pot fi enumerate doar câteva nume. Și în primul rând acesta este - Samsung, care deține în acest moment o cotă de piață foarte impresionantă de 44 la sută. Cu alte cuvinte, aproape fiecare secundă SSD vândută este fabricată de Samsung. Și astfel de succese nu sunt deloc întâmplătoare. Compania nu numai că realizează în mod independent memorie flash pentru SSD-urile sale, ci și fără nicio participare terță parte la proiectare și producție. SSD-urile sale folosesc platforme hardware concepute de la început până la sfârșit de ingineri interni și fabricate intern. Drept urmare, unitățile avansate Samsung diferă adesea de produsele concurente în avansarea lor tehnologică - pot conține astfel de soluții avansate care apar în produsele altor companii mult mai târziu. De exemplu, unitățile bazate pe 3D NAND sunt prezente în prezent exclusiv în gama de produse Samsung. Și de aceea entuziaștii care sunt impresionați de inovația tehnică și de înaltă performanță ar trebui să acorde atenție SSD-ului acestei companii.

Al doilea mare producător de SSD pentru consumatori – Kingston, deținând aproximativ 10% cotă de piață. Spre deosebire de Samsung, această companie nu produce în mod independent memorie flash și nu dezvoltă controlere, ci se bazează pe oferte de la producători terți de memorie NAND și pe soluții de la echipe independente de inginerie. Cu toate acestea, tocmai acest lucru îi permite lui Kingston să concureze cu giganți precum Samsung: selectând cu pricepere partenerii de la caz la caz, Kingston oferă o linie de produse foarte diversă, care răspunde bine nevoilor diferitelor grupuri de utilizatori.

De asemenea, vă sfătuim să acordați atenție acelor unități SSD care sunt produse de companii SanDiskși Micron, care utilizează marca comercială Crucial. Ambele companii au propriile facilități de producție de memorie flash, ceea ce le permite să ofere SSD-uri de înaltă calitate și avansate din punct de vedere tehnologic, cu o combinație excelentă de preț, fiabilitate și performanță. De asemenea, este important ca atunci când își creează produsele, acești producători să se bazeze pe cooperarea cu Marvell, unul dintre cei mai buni și mai mari dezvoltatori de controlere. Această abordare le permite SanDisk și Micron să obțină în mod constant o popularitate destul de mare a produselor lor - cota lor pe piața SSD ajunge la 9, respectiv 5%.

Pentru a încheia povestea despre principalii jucători de pe piața unităților SSD, trebuie menționat Intel. Dar, din păcate, nu în cel mai pozitiv mod. Da, produce și memorie flash în mod independent și are la dispoziție o echipă de ingineri excelentă capabilă să proiecteze SSD-uri foarte interesante. Cu toate acestea, Intel se concentrează în primul rând pe dezvoltarea de unități SSD pentru servere, care sunt proiectate pentru sarcini de lucru intensive, au un preț destul de mare și, prin urmare, sunt de puțin interes pentru utilizatorii obișnuiți. Soluțiile sale pentru clienți se bazează pe platforme hardware foarte vechi achiziționate extern și sunt vizibil inferioare în calitățile lor de consum față de ofertele concurenților, despre care am discutat mai sus. Cu alte cuvinte, nu recomandăm utilizarea unităților SSD Intel în computerele personale moderne. O excepție pentru ele poate fi făcută doar într-un singur caz - dacă vorbim de unități extrem de fiabile cu memorie eMLC, pe care gigantul microprocesorului le face foarte bine.

Performanță și prețuri

Dacă citiți cu atenție prima parte a materialului nostru, atunci alegerea unui SSD inteligent pare foarte simplă. Este clar că ar trebui să alegeți dintre modelele SSD bazate pe V-NAND sau MLC NAND oferite de cei mai buni producători - lideri de piață, adică Crucial, Kingston, Samsung sau SanDisk. Cu toate acestea, chiar dacă vă restrângeți căutarea doar la ofertele acestor companii, se dovedește că sunt încă foarte multe.

Prin urmare, parametrii suplimentari vor trebui incluși în criteriile de căutare - performanță și preț. Pe piața de SSD de astăzi a existat o segmentare clară: produsele oferite aparțin nivelului inferior, mediu sau superior, iar prețul, performanța, precum și condițiile de service în garanție depind direct de asta. Cele mai scumpe unități SSD se bazează pe cele mai puternice platforme hardware și folosesc memorie flash de cea mai înaltă calitate și cea mai rapidă, în timp ce cele mai ieftine se bazează pe platforme reduse și memorie NAND mai simplă. Unitățile de nivel mediu se caracterizează prin faptul că producătorii încearcă să mențină un echilibru între performanță și preț.

Drept urmare, unitățile bugetare vândute în magazine oferă un preț specific de 0,3-0,35 USD per gigaoctet. Modelele de nivel mediu sunt mai scumpe - costul lor este de 0,4-0,5 USD pentru fiecare gigabyte de volum. Prețurile specifice pentru SSD-urile emblematice pot ajunge la 0,8-1,0 USD per gigaoctet. Care este diferența?

Soluțiile din categoria superioară de preț, care se adresează în primul rând publicului entuziast, sunt SSD-uri de înaltă performanță care folosesc magistrala PCI Express pentru includerea în sistem, ceea ce nu limitează debitul maxim pentru transferul de date. Astfel de unități pot fi realizate sub formă de carduri M.2 sau PCIe și oferă viteze de multe ori mai mari decât orice unități SATA. În același timp, acestea se bazează pe controlere specializate Samsung, Intel sau Marvell și tipuri de memorie de cea mai înaltă calitate și cele mai rapide MLC NAND sau MLC V-NAND.

În segmentul de preț mediu, unitățile SATA joacă un rol, conectate printr-o interfață SATA, dar capabile să utilizeze (aproape) toată lățimea de bandă. Astfel de SSD-uri pot folosi diferite controlere dezvoltate de Samsung sau Marvell și diverse memorie MLC sau V-NAND de înaltă calitate. Cu toate acestea, în general, performanța lor este aproximativ aceeași, deoarece depinde mai mult de interfață decât de puterea unității. Astfel de SSD-uri se remarcă față de soluțiile mai ieftine nu numai prin performanță, ci și prin termenii de garanție extins, care sunt stabiliți la cinci sau chiar zece ani.

Unitățile bugetare sunt cel mai mare grup, în care își găsesc locul soluții complet diferite. Cu toate acestea, au și caracteristici comune. Astfel, controlerele care sunt utilizate în SSD-uri ieftine au de obicei un nivel redus de paralelism. În plus, acestea sunt cel mai adesea procesoare create de mici echipe de inginerie taiwaneze precum Phison, Silicon Motion sau JMicron, mai degrabă decât de echipe de dezvoltare de renume mondial. În ceea ce privește performanța, acțiunile bugetare nu se potrivesc în mod natural cu soluțiile de clasă superioară, ceea ce se observă mai ales în timpul operațiunilor aleatorii. În plus, memoria flash inclusă în unitățile din gama de preț mai mică nu este, desigur, de cel mai înalt nivel. De obicei, aici puteți găsi fie MLC NAND ieftin, produs conform standardelor de producție „subțiri”, fie TLC NAND în general. Drept urmare, perioada de garanție pentru astfel de SSD-uri a fost redusă la trei ani, iar resursa de rescriere declarată este, de asemenea, semnificativ mai mică. SSD-uri de înaltă performanță

Samsung 950 PRO. Este firesc să cauți cele mai bune SSD-uri pentru consumator de la o companie care are o poziție dominantă pe piață. Deci, dacă doriți să obțineți o unitate de clasă premium, care este evident mai rapidă decât orice alt SSD, atunci puteți achiziționa în siguranță cel mai recent Samsung 950 PRO. Se bazează pe propria platformă hardware a Samsung, care utilizează MLC V-NAND avansat de a doua generație. Oferă nu numai performanță ridicată, ci și fiabilitate bună. Dar trebuie să rețineți că Samsung 950 PRO este inclus în sistem prin intermediul magistralei PCI Express 3.0 x4 și este proiectat ca un card cu factor de formă M.2. Și mai este o subtilitate. Această unitate funcționează folosind protocolul NVMe, ceea ce înseamnă că este compatibilă numai cu cele mai recente platforme și sisteme de operare.

SSD Kingston HyperX Predator. Dacă doriți să obțineți cea mai fără probleme soluție, care este cu siguranță compatibilă nu numai cu cele mai noi, ci și cu sistemele mature, atunci ar trebui să alegeți SSD-ul Kingston HyperX Predator. Această unitate este puțin mai lentă decât Samsung 950 PRO și folosește magistrala PCI Express 2.0 x4, dar poate fi întotdeauna folosită ca unitate de pornire în absolut orice sistem fără probleme. În același timp, vitezele pe care le oferă sunt oricum de câteva ori mai mari decât cele oferite de SSD-urile SATA. Și un alt punct forte al SSD-ului Kingston HyperX Predator este că este disponibil în două versiuni: ca plăci cu factor de formă M.2 sau ca plăci PCIe instalate într-un slot obișnuit. Adevărat, HyperX Predator are și dezavantaje regretabile. Proprietățile sale de consum sunt afectate de faptul că producătorul achiziționează componente de bază din exterior. HyperX Predator SSD se bazează pe un controler Marvell și pe memorie flash Toshiba. Drept urmare, fără control deplin asupra hardware-ului soluției sale, Kingston este forțat să ofere SSD-ului său premium o garanție care a fost redusă la trei ani.

Testarea și revizuirea SSD-ului Kingston HyperX Predator.

SSD-uri de gamă medie

Samsung 850 EVO. Bazat pe platforma hardware proprietară a Samsung, care include memorie flash inovatoare TLC V-NAND, Samsung 850 EVO oferă o combinație excelentă de caracteristici de performanță pentru consumatori. În același timp, fiabilitatea sa nu provoacă plângeri, iar tehnologia de cache TurboWrite SLC vă permite să utilizați pe deplin lățimea de bandă a interfeței SATA. Deosebit de atractive pentru noi sunt variantele Samsung 850 EVO cu o capacitate de 500 GB și peste, care au un cache SLC mai mare. Apropo, în această linie există și un SSD unic cu o capacitate de 2 TB, ai cărui analogi nu există deloc. La toate cele de mai sus, trebuie adăugat că Samsung 850 EVO este acoperit de o garanție de cinci ani, iar proprietarii de unități de la acest producător pot oricând să contacteze oricare dintre numeroasele centre de service ale acestei companii împrăștiate în toată țara.

SanDisk Extreme Pro. SanDisk în sine produce memorie flash pentru unitățile sale, dar achiziționează controlere din exterior. Deci, Extreme Pro se bazează pe un controler dezvoltat de Marvell, dar puteți găsi o mulțime de cunoștințe de la SanDisk însuși. Cea mai interesantă adăugare este cache-ul nCahce 2.0 SLC, care în Extreme Pro este implementat în MLC NAND. Drept urmare, performanța unității SATA este foarte impresionantă și, în plus, puțini vor rămâne indiferenți față de termenii garanției, care este stabilită la 10 ani. Cu alte cuvinte, SanDisk Extreme Pro este o opțiune foarte interesantă și relevantă pentru sistemele mid-range.

Testarea și revizuirea SanDisk Extreme Pro.

Crucial MX200. Există un SSD SATA de nivel mediu foarte bun în gama Micron. Crucial MX200 folosește memoria MLC a companiei și, la fel ca SanDisk Extreme Pro, se bazează pe un controler Marvell. Cu toate acestea, MX200 este îmbunătățit și mai mult de tehnologia de cache SLC Dynamic Write Acceleration, care împinge performanța SSD peste medie. Adevărat, este folosit doar la modelele cu o capacitate de 128 și 256 GB, deci interesează în primul rând. Crucial MX200 are și condiții de garanție ceva mai proaste - durata sa este stabilită la doar trei ani, dar drept compensație, Micron își vinde SSD-urile puțin mai ieftin decât concurenții săi.

Modele bugetare

SSD Kingston HyperX Savage. Kingston oferă un SSD de buget bazat pe un controler complet cu opt canale, care este ceea ce ne captivează. Adevărat, HyperX Savage folosește designul lui Phison, nu Marvell, dar memoria flash este normală MLC NAND, pe care Kingston o achiziționează de la Toshiba. Drept urmare, nivelul de performanță oferit de HyperX Savage este ușor sub medie și vine cu o garanție de trei ani, dar printre ofertele bugetare această unitate pare destul de încrezătoare. În plus, HyperX Savage arată impresionant și va fi plăcut de instalat într-o carcasă cu fereastră.

Testarea și revizuirea SSD-ului Kingston HyperX Savage.

Crucial BX100. Această unitate este mai simplă decât Kingston HyperX Savage și se bazează pe un controler Silicon Motion cu patru canale, dar, în ciuda acestui fapt, performanța Crucial BX100 nu este deloc rea. În plus, Micron folosește propriul MLC NAND în acest SSD, ceea ce face în cele din urmă acest model o propunere de buget foarte interesantă oferită de un producător renumit și nu ridică plângeri ale utilizatorilor cu privire la fiabilitate.

Salutare tuturor! Chiar zilele trecute m-am întâlnit cu vechiul meu prieten. Am început să vorbim, iar el, cu cuvintele „Uită-te la telefonul cu care mă plimb acum!”, și-a demonstrat vechiul telefon cu buton Nokia. S-a dovedit că firmware-ul de pe iPhone-ul său se prăbușește în mod constant - a trebuit să ducă smartphone-ul la un centru de service. Ar părea un lucru obișnuit...

Cu toate acestea, lista lucrărilor pe care le va efectua serviciul s-a dovedit a fi neobișnuită pentru prietenul meu. Diagnosticare completă, actualizări de software (dacă este necesar) și alte „lucruri obișnuite” - totul este standard și clar aici. Principala întrebare a fost ridicată de această frază a maestrului - „cel mai probabil, trebuie să treceți peste Nand Flash”.

Desigur, nu am arătat în serviciu că nu am înțeles despre ce vorbeau - ei spun că știu deja totul fără tine. Principalul lucru este să o faci. Dar am venit acasă și am mers imediat la Google - ce este asta, Nand Flash? De ce să te deranjezi să-l rostogolești undeva în interiorul iPhone-ului?

Am râs cu el, ne-am despărțit și m-am gândit - de ce să nu scriu o scurtă notă pe acest subiect? Nu va dura mult timp, iar pentru persoanele care se confruntă cu aceeași problemă ca prietenul meu, va deveni puțin mai clar ce se întâmplă cu smartphone-ul lor. Am crezut - am făcut-o. Să mergem! :)

Ce este Nand Flash în iPhone?

Aceasta este memoria internă a dispozitivului. Da, da, același lucru care le lipsește foarte des proprietarilor unui iPhone de 16 GB.

În linii mari, Nand Flash din iPhone 7 32 GB este aceeași memorie internă de 32 GB.

Memoria este situată pe placa de sistem principală a dispozitivului și nu iese în evidență în niciun fel - un cip foarte obișnuit.

Desigur, aceasta nu este deloc o unitate flash - nu puteți dezasambla iPhone-ul, nu puteți deconecta ușor Nand Flash, instalați altul și credeți că totul va fi „OK”. Nu va fi. Deși, merită menționat că în unele cazuri acest lucru este încă posibil. Dar mai multe despre asta un pic mai departe. Între timp, să trecem la probleme...

Cauzele defecțiunii

Nu există foarte multe opțiuni și toate sunt de obicei „standard”:

Dispozitivul cade.
Alte daune fizice.
Pătrunderea lichidului.
Căsătorie.
Jailbreak.

Nu este nimic special de descris aici - este clar că dacă dispozitivul este aruncat și umplut cu apă, acest lucru îi va afecta performanța.

Deși, voi nota în continuare separat un astfel de punct ca un defect de fabricație - și acest lucru este foarte posibil. Am asistat la o situație similară - tocmai mi-am cumpărat un iPhone, dar nu funcționează cu adevărat - repornește, afișează erori la restaurare și, în general, se comportă ciudat. L-am trimis la service, ca urmare - memoria Nand Flash era defectă și înlocuirea ulterioară a dispozitivului.

Simptomele defecțiunii memoriei flash iPhone

Această defecțiune nu are simptome clare și specifice (mesajul nu apare pe ecran - dispozitivul dvs. are probleme de memorie), așa că toate acestea pot fi ghicite doar prin semne indirecte:

Apropo de erori...

Erori iTunes care indică o eroare Nand Flash

Cel mai sigur mod de a face față diferitelor probleme cu dispozitivul. Cu toate acestea, dacă iPhone-ul are probleme cu memoria Nand Flash, procesul de recuperare poate fi întrerupt și însoțit de următoarele erori caracteristice:

Dar, este important să rețineți acest lucru - iTunes este proiectat în așa fel încât același număr de eroare poate avea mai multe motive.

De exemplu, eroarea 4013 poate semnala atât probleme cu microcircuitul în sine, cât și utilizarea neoriginală a firului pentru conectarea la PC.

După cum puteți vedea, răspândirea este foarte mare - de la un simplu fir până la o reparație foarte complexă. Prin urmare, puteți folosi această listă de erori pentru o analiză preliminară a situației, dar nu puteți avea încredere în ele orbește.

Repararea memoriei Nand Flash - este posibilă?

Pot fi. Dar, desigur, nu „acasă”. Mai mult, nu toate centrele de service sunt capabile să efectueze această operațiune. De exemplu, „într-un cort la piață” cel mai probabil nu vă vor putea ajuta - pur și simplu nu va exista echipamentul necesar acolo. Și trebuie să existe un fel de abilitate.

Încă o dată, voi nota separat - dacă iPhone-ul dvs. nu a expirat perioada de garanție (), atunci nu trebuie să inventați nimic - . Există o mare probabilitate să primiți un dispozitiv nou în schimb.

Dacă garanția este „eșec”, dar repararea memoriei Nand Flash este încă necesară, atunci centrul de service are două opțiuni pentru a corecta situația:

Apropo, dacă vorbim despre echipamente pentru firmware Nand Flash, atunci astfel de programatori sunt destul de diverși, dar un lucru îi unește în continuare - prețul. Toate costă mulți bani - nu toată lumea își poate permite așa ceva.

Ce concluzie se poate trage din toate acestea? Problemele de memorie iPhone sunt o problemă destul de serioasă, care este foarte greu de rezolvat pe cont propriu. Dar situația nu poate fi numită fără speranță. Principalul lucru este să găsiți un centru de service bun, cu specialiști competenți și echipamentele necesare. Și atunci iPhone-ul vă va încânta cu munca sa pentru o lungă perioadă de timp!

P.S. Da, nu a funcționat ca o notă scurtă :) Cu toate acestea, ceea ce există este ceea ce este - nu o ștergeți acum. Și informațiile sunt utile - vor fi utile cuiva. Sunteți de acord? Puneți „like-uri”, faceți clic pe butoanele rețelei sociale - susțineți autorul! A încercat, sincer. Multumesc!

P.S.S. Ai întrebări? Ai ceva de adăugat la articol sau ai vrea să-ți spui povestea? Există comentarii pentru asta - nu ezitați să scrieți!

Memoria flash NAND folosește o poartă NOT AND și, ca multe alte tipuri de memorie, stochează date într-o gamă largă de celule, fiecare celulă conținând unul sau mai mulți biți de date.

Orice tip de memorie poate fi afectat de factori interni și externi, cum ar fi uzura, deteriorarea fizică, erorile hardware și altele. În astfel de cazuri, riscăm să ne pierdem datele complet. Ce să faci în astfel de situații? Nu vă faceți griji, deoarece există programe de recuperare a datelor care recuperează datele ușor și rapid, fără a fi nevoie să cumpărați echipamente suplimentare sau, în cazuri extreme, să începeți să lucrați din nou la documentele pierdute. Să aruncăm o privire mai atentă asupra memoriei flash NAND.

De obicei, matricea NAND este împărțită în mai multe blocuri. Fiecare octet dintr-unul dintre aceste blocuri poate fi scris și programat individual, dar un bloc reprezintă cea mai mică porțiune de ștergere a matricei. În astfel de blocuri, fiecare bit are o valoare binară de 1. De exemplu, un dispozitiv monolitic de memorie flash NAND de 2 GB constă de obicei din 2048 B (128 KB) blocuri și 64 pe bloc. Fiecare pagină conține 2112 octeți și constă din 2048 octeți de date și o zonă suplimentară de 64 octeți. Zona de rezervă este utilizată în mod obișnuit pentru ECC, informații despre uzura celulelor și alte funcții software aeriene, deși nu este diferită fizic de restul paginii. Dispozitivele NAND sunt oferite cu o interfață pe 8 sau 16 biți. Nodul de date este conectat la memoria NAND printr-o magistrală de date bidirecțională de 8 sau 16 biți. În modul de 16 biți, instrucțiunile și adresele folosesc 8 biți, restul de 8 biți sunt utilizați în timpul ciclurilor de transfer de date.

Tipuri de memorie flash NAND

Memoria flash NAND, așa cum am menționat deja, vine în două tipuri: cu un singur nivel (SLC) și cu mai multe niveluri (MLC). Memoria flash cu un singur nivel - SLC NAND (celula cu un singur nivel) este potrivită pentru aplicațiile care necesită densitate mare și medie. Aceasta este cea mai ușor de utilizat și cea mai convenabilă tehnologie. După cum este descris mai sus, SLC NAND stochează un bit de date în fiecare celulă de memorie. SLC NAND oferă viteze de citire și scriere relativ mari, performanțe bune și algoritmi simpli de corectare a erorilor. SLC NAND poate fi mai scump decât alte tehnologii NAND pe baza de bit. Dacă aplicația necesită viteze mari de citire, cum ar fi o placă media de înaltă performanță, unele unități hibride, dispozitive cu stare solidă (SSD) sau alte aplicații încorporate, SLC NAND poate fi singura alegere potrivită.

Memorie flash multinivel – MLC NAND (celula multinivel) este proiectata pentru aplicatii cu densitate mai mare si ciclu lent.

Spre deosebire de SLC NAND, celulele MLC NAND cu mai multe niveluri stochează doi sau mai mulți biți per celulă de memorie. Tensiunea și curentul sunt aplicate pentru a determina locația fiecărui bit. Dispozitivele SLC necesită un singur nivel de tensiune. Dacă este detectat curent, valoarea bitului este 1; dacă nu este detectat niciun curent, bitul este desemnat ca 0. Pentru un dispozitiv MLC, sunt utilizate trei niveluri de tensiune diferite pentru a determina valorile biților.

De obicei, MLC NAND oferă o capacitate de două ori mai mare decât SLC NAND per dispozitiv și este, de asemenea, mai puțin costisitor. Deoarece SLC NAND este de trei ori mai rapid decât MLC NAND și oferă performanțe de peste 10 ori mai mari; dar pentru multe aplicații, MLC NAND oferă combinația potrivită de preț și performanță. De fapt, MLC NAND reprezintă aproape 80% din toate livrările de memorie flash NAND. Iar memoria flash MLC NAND domină alegerea consumatorilor în clasa SSD, deoarece performanța lor este superioară hard disk-urilor magnetice.

Durata de viață a unui SSD depinde de numărul de octeți care au fost scriși în memoria flash NAND. Majoritatea dispozitivelor bazate pe MLC vin cu o garanție de unul până la trei ani. Cu toate acestea, este important să înțelegeți exact cum va fi utilizat dispozitivul, deoarece SSD-urile bazate pe MLC pot dura mai puțin dacă sunt așteptate mai multe rescrieri pe disc. Pe de altă parte, soluțiile bazate pe SLC vor dura mai mult decât cei trei ani așteptați, chiar și în cicluri severe de PE.

Istoria blițului NAND

Memoria flash NAND este o unitate solid-state non-volatilă care a adus schimbări semnificative în industria stocării de date, care are acum 26 de ani. Memoria flash a fost inventată de Dr. Fujio Masuoka în timp ce lucra la Toshiba în jurul anului 1980. Potrivit lui Toshiba, denumirea de „flash” a fost sugerată de colegul doctorului Masuoka, domnul Sho-ji Ariizumi, deoarece procesul de ștergere a conținutului memoriei i-a amintit de un bliț al camerei.

Toshiba a comercializat memoria flash NAND în 1987; multe s-au schimbat de atunci. Piața memoriei flash NAND a crescut rapid, cu vânzări de opt ori mai mari decât vânzările DRAM (Dynamic Random Access Memory). Memoria NAND a devenit un dispozitiv de stocare de mare rezistență și alegerea multor utilizatori. O astfel de memorie este folosită astăzi în diverse carduri de memorie și unități USB, stocarea în cloud se găsește printre mulți utilizatori, atât în industrie, cât și în afaceri, precum și în dispozitivele de acasă. Dispozitivele iPhone, iPod și iPad de la Apple, precum și telefoanele și tabletele Android folosesc, de asemenea, pe scară largă memoria flash NAND. De atunci, această inovație și-a făcut loc într-o nouă eră în care consumatorii își pot accesa întotdeauna fișierele: videoclipuri, muzică, cărți și documente, oriunde v-ați afla.

NAND de înaltă calitate este programat să citească informații în blocuri mici sau pagini, în timp ce memoria flash NOR citește și scrie date câte 1 octet. Memoria flash NOR este preferată pentru dispozitivele care stochează și rulează coduri, de obicei în cantități mici.

Introducerea memoriei flash NAND cu stare solidă și a dispozitivelor de stocare, pe lângă hard disk-urile magnetice convenționale, a oferit întreprinderilor noi opțiuni pentru rularea serverului și stocarea aplicațiilor cheie de afaceri. Deoarece o astfel de memorie nu are părți mobile, flash-ul NAND poate procesa și muta datele dintr-un loc în altul mult mai rapid datorită vitezei excelente de citire și scriere. Aplicațiile din servicii financiare, retail și servicii web cloud rulează adesea servere echipate cu memorie flash NAND.

Memoria flash stochează informații într-o matrice formată din celule de memorie și tranzistori cu poartă flotantă. În dispozitivele Single Layer Cell (SLC), fiecare celulă stochează doar un bit de informații. Unele tipuri mai noi de memorie flash, cunoscute sub numele de dispozitive cu celule multinivel (MLC), pot stoca mai mult de un bit per celulă, alegând între mai multe niveluri de încărcare electrică pentru a se aplica tranzistorului cu poartă flotantă și celulelor acestuia.

Informații cheie despre NAND Flash

Evoluția tipurilor de memorie flash este impresionantă. StorageNewsletter.com, o sursă respectată și consacrată de știri electronice zilnice pentru industrie, urmărește de ceva timp dezvoltarea memoriei flash NAND și deține o întreagă arhivă de date despre existența acestei tehnologii.

Chip-uri flash: volumele crescute și prețurile mai mici ale memoriei flash și unităților SSD sunt direct legate de procesul de fabricație a cipurilor de memorie flash NAND. SanDisk și Toshiba oferă acum o linie MLC de 128 GB și un cip cu o celulă de 3 biți fiecare. Printre principalii producători de memorie flash din lume se numără companii precum: Intel, Samsung, Seagate, Nvidia, LSI, Micron și Western Digital.

Chei flash (sau unități flash): primele unități flash USB au fost dezvoltate la sfârșitul anilor 1990 de către M-Systems, care mai târziu a fost achiziționată de SanDisk. În 2001, IBM a început să producă o versiune de 8 MB a memoriei în Statele Unite, numită „memorie cheie”. Acum volumul unei astfel de memorie ajunge la 128 GB și prețurile au fost reduse semnificativ.

Aceeași companie M-Systems a devenit primul producător de SSD în 1995. Din 1999, SN.com a înregistrat 590 de modele diferite lansate de 97 de companii. Printre restul, BiTMICRO Networks a lansat in 1999 modelul E-Disk SNX35 cu o dimensiune de 3,5 inchi si capacitati de la 128MB la 10GB, un timp de acces de 500 ms si o viteza de citire si scriere de 4MB/s folosind interfata SCSI-2. . În anul următor, M-Systems a produs un FFD SCSI de 3 GB, SSD de 2,5 inci, cu o viteză maximă de citire de 4 MB/s și o viteză de scriere de 3 MB/s.

Astăzi puteți obține memorie de 16 TB (SSD PCIe de la OCZ) cu viteze de citire de până la 4 GB/s și viteze de scriere de până la 3,8 GB/s. De asemenea, OCZ a anunțat în 2012 cel mai rapid timp posibil pentru scrierea și citirea informațiilor: 0,04 ms pentru citire și 0,02 ms pentru operațiuni de scriere.

Ne putem găsi adesea într-o situație în care datele sunt șterse sau deteriorate din cauza diferitelor erori, atât în sistem, cât și în erori umane. Puteți afla cum să recuperați datele de pe un card de memorie.

Criterii de selectare a unui dispozitiv cu flash NAND

Deci, atunci când vine vorba de alegerea unui dispozitiv (de exemplu, un SSD) cu tehnologie flash NAND, trebuie să luați în considerare câteva criterii de selecție:

Asigurați-vă că dispozitivul SSD, sistemul de operare și sistemul de fișiere acceptă TRIM, mai ales dacă cardul folosește un controler de hard disk, ceea ce complică procesul de colectare a „gunoaielor”, a datelor inutile:

— aflați dacă sistemul dvs. de operare acceptă tăierea din orice sursă de informații; — există aplicații care vă ajută să adăugați tehnologie de tăiere pentru sistemul de operare dacă nu este acceptată. Dar mai întâi, aflați dacă acest lucru va dăuna performanței generale a dispozitivului. Un SSD cu memorie NAND este o alegere excelentă atunci când aveți nevoie de performanță ridicată, lipsă de zgomot, rezistență la influențe externe sau consum redus de energie: - citirea nesecvențială va oferi posibilitatea de a crește performanța față de HDD; — informați-vă despre performanța maximă posibilă a dispozitivului pentru a nu depăși limitele; Pentru o performanță mai bună a operațiunilor și funcționarea lor non-stop, este mai bine să alegeți SLC decât MLC: - SSD-ul bazat pe NAND este excelent pentru accelerarea serverelor, dar rețineți că acest lucru va necesita și spațiu liber pentru „gunoi” și/ sau tăiați. — Un sistem RAID cu un SSD va oferi performanțe și stabilitate ridicate, dar utilizați controlere raid special concepute pentru SSD-uri, altfel se va acumula atât de mult „gunoi” încât nici măcar un sistem de tăiere sau de colectare nu poate face față. Dispozitivele SSD cu rezistență mai mare vor dura, desigur, mai mult: - De exemplu, alegeți un dispozitiv de 100 GB în loc de 128 GB, 200 GB în loc de 256 GB și așa mai departe. Atunci veți ști cu siguranță că 28 sau 56 și așa mai departe de gigaocteți de memorie sunt posibil spațiu rezervat pentru calcularea uzurii, reorganizarea fișierelor și celulele de memorie defecte. Pentru utilizare în industrie, producție sau birouri, este mai bine să alegeți dispozitive de clasă business, de exemplu, dispozitiv SSD PCI Express (PCIe):

Cardurile PCIe cu un controler SSD special reglat pot oferi performanțe I/O foarte ridicate și rezistență bună.

Continuăm să discutăm despre proiectarea și principiul de funcționare al dispozitivelor de stocare pe site-ul nostru. Ultima dată am discutat despre memoria Flash (), iar astăzi ne vom concentra pe unul dintre tipurile de memorie Flash deja menționate, și anume memoria NAND. Am descoperit deja parțial structura și funcționarea NAND, așa că haideți să luăm în considerare algoritmii de bază, metodele de conectare și unele subtilități care nu ar trebui uitate atunci când lucrați cu NAND.

Să începem prin a ne uita la două tipuri de memorie NAND - și anume SLC-( celulă cu un singur nivel) și MLC-( celulă cu mai multe niveluri) dispozitive. În dispozitivele SLC, o celulă de memorie stochează un bit de informații - am discutat tocmai despre astfel de dispozitive în articolul anterior. Sunt posibile doar două stări ale unei celule de memorie (tranzistor cu efect de câmp cu poartă flotantă). Prima stare corespunde unei porți încărcate, iar a doua, în consecință, uneia descărcate. Totul este simplu aici - aplicăm o tensiune de prag și prin prezența sau absența curentului de scurgere putem determina ce bit este scris într-o celulă de memorie dată.

Dispozitivele MLC diferă prin aceea că o singură celulă poate stoca mai mulți biți de informații, cel mai adesea doi biți. În astfel de dispozitive, există 4 niveluri de încărcare ale porții plutitoare, care corespund la 4 stări posibile stocate:

Pentru a citi informații dintr-o astfel de celulă, spre deosebire de dispozitivele SLC, este necesar să se monitorizeze curentul de scurgere la mai multe valori diferite ale tensiunii de prag la poarta tranzistorului.

Memoria MLC are un număr mai mic de cicluri maxime posibile de rescriere în comparație cu SLC. În plus, SLC este mai rapid – adică operațiunile de citire/scriere/ștergere sunt finalizate în mai puțin timp. Și deoarece este utilizat un singur prag de tensiune pentru a determina starea unei celule de memorie, memoria SLC este mai puțin probabil să provoace erori. Dar asta nu înseamnă că MLC este mai rău. Memoria MLC, în primul rând, vă permite să stocați mai multe informații și, în al doilea rând, este mai ieftină. Adică din punct de vedere al raportului preț/calitate, MLC, în principiu, arată de preferat.

Să trecem la structura memoriei NAND 😉

După cum ne amintim, spre deosebire de memoria NOR, atunci când folosim NAND nu avem acces la o celulă de memorie arbitrară. Toate celulele sunt combinate în pagini. Și paginile sunt combinate în blocuri logice. Fiecare pagină, pe lângă informațiile salvate de utilizator, conține câteva date suplimentare - informații despre blocurile „proaste”, informații suplimentare de serviciu pentru corectarea erorilor.

Dificultatea cu NAND este că este imposibil să accesezi orice celulă specifică de informații. Datele pot fi scrise doar pagină cu pagină, adică dacă vrem să schimbăm un pic, atunci trebuie să rescriem întreaga pagină. Și puteți șterge datele doar în blocuri. Iată caracteristicile chipului de memorie NAND NAND128W3A ca exemplu: dimensiunea paginii – 512 octeți + 16 octeți de informații suplimentare de serviciu, dimensiunea blocului – 16 kBytes, adică 32 de pagini.

O altă problemă cu NAND este că numărul de cicluri de scriere nu este infinit. Astfel, dacă scrierile sunt făcute întotdeauna pe aceeași pagină, aceasta va fi coruptă mai devreme sau mai târziu. Și pentru a asigura uzura uniformă a tuturor celulelor de memorie, controlerul de memorie NAND ține evidența numărului de cicluri de scriere pentru fiecare bloc de memorie individual. Dacă controlerul vede că un bloc este „prost”, atunci îl poate sări și scrie în blocul următor. Datorită acestui fapt, durata de viață a suporturilor de stocare este crescută semnificativ. Dacă dorim să scriem o gamă largă de date, atunci în interiorul cipului de memorie toate datele vor fi amestecate în blocuri (algoritmul de scriere funcționează în cele mai puțin uzate blocuri), iar atunci când apare sarcina de a citi aceste date, controlerul de memorie NAND va organiza datele și ni le va oferi în forma inițială.

Am rezolvat structura și, în sfârșit, aș dori să vorbesc puțin despre modul în care sunt conectate cipurile de memorie NAND.

Și pentru aceasta, se utilizează o magistrală de transfer de date paralelă. Lățimea magistralei este de 8 sau 16 octeți, în funcție de dispozitivul specific. Liniile de date sunt combinate cu liniile de adrese, ceea ce reduce numărul de pini ocupați. Semnalele de control și scopul lor sunt bine descrise aici:

Dacă vrem să conectăm memoria la un microcontroler, atunci cel mai bine este să alegem un controler care are suport hardware pentru transferul de date printr-o interfață paralelă. De exemplu, multe STM32 sunt echipate cu un modul FSMC care vă permite să conectați un dispozitiv de memorie extern. Dar nu vom aprofunda în asta acum este mai bine să lăsăm acest subiect pentru articole viitoare 😉 Poate că în viitorul apropiat vom încerca să construim un mic exemplu pentru STM32, în care vom scrie și citi date din memoria NAND, așa că pe curând! )